CN111313099A - 锂离子电池叠片电芯体及锂离子电池及叠片方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂离子电池领域，公开了一种锂离子电池叠片电芯体及锂离子电池及叠片方法。电芯体包括：至少两叠片单元，各叠片单元相互层叠，在任意相邻的两叠片单元之间的相邻的两极片的其中之一为正极片，另一为负极片，位于叠片体两相对最外层的极片均为负极片；各叠片单元分别包括：复数个极片、一连续的带状的隔膜，隔膜的两表面分别覆盖胶层，隔膜呈Z字型间隔在各相邻的两极片之间、以及覆盖在叠片单元最外层的极片的外表面，各相邻的两极片的其中之一为正极片，另一为负极片，隔膜表面的胶层在热压作用下胶层熔融而与胶层表面的极片结合在一起。应用该技术方案，有利于提高叠片精度，减少电芯的极片错位发生，进而提高电池安全功能。

Description

锂离子电池叠片电芯体及锂离子电池及叠片方法

技术领域

本发明涉及锂离子电池制备领域，公开了一种锂离子电池叠片电芯体及锂离子电池及叠片方法。

背景技术

伴随全球环保理念的推广，新能源电动车逐步进入大众市场，如何提高新能源车续航里程成为行业技术难题，锂离子电池作为当前新能源电动车的动力能源，锂离子电池最大的异常问题为低压与短路。

发明内容

本发明实施例的目的之一在于提供一种锂离子电池叠片电芯体，应用该技术方案，有利于提高叠片精度，减少电芯的极片错位发生，进而提高电池安全功能。

本发明实施例的目的之二在于提供一种锂离子电池，应用该技术方案，有利于提高叠片精度，减少电芯的极片错位发生，进而提高电池安全功能。

本发明实施例的目的之三在于提供一种锂离子电池叠片方法，应用该技术方案，有利于提高叠片精度，减少电芯的极片错位发生，进而提高电池安全功能。

第一方面，本发明实施例提供的一种锂离子电池叠片电芯体，包括：

至少两叠片单元，各所述叠片单元相互层叠，在任意相邻的两叠片单元之间的相邻的两极片的其中之一为正极片，另一为负极片，位于所述叠片体两相对最外层的极片均为负极片；

各叠片单元分别包括：复数个极片、一连续的带状的隔膜，所述隔膜的两表面分别覆盖胶层，所述隔膜呈Z字型间隔在各相邻的两极片之间、以及覆盖在所述叠片单元最外层的极片的外表面，各相邻的两所述极片的其中之一为正极片，另一为负极片，所述隔膜表面的所述胶层在热压作用下所述胶层熔融而与所述胶层表面的极片结合在一起。

可选地，所述隔膜还自所述叠片单元的至少一最外层的所述极片的外表面，沿所述隔膜的长度延伸方向，所述隔膜90度弯折后进一步覆盖在所述层叠体单元的至少一侧面外，

在所述侧面上，所述隔膜表面的所述胶层在热压作用下所述胶层熔融而与所述胶层表面的极片、以及隔膜的胶层结合在一起。

可选地，所述隔膜顺次自所述叠片单元的两最外层的所述极片的外表面，沿所述隔膜的长度延伸方向，所述隔膜90度弯折后覆盖在所述层叠体单元的两所述侧面外，

在两所述侧面上，所述隔膜表面的所述胶层在热压作用下所述胶层熔融而与所述胶层表面的极片、以及隔膜的胶层结合在一起。

可选地，各所述各叠片单元分别设置有2-10个所述极片。

第二方面，本发明实施例提供一种锂离子电池，包括，

铝塑膜壳体，

密封在所述铝塑膜壳体内的、权利要求与1至4之任一所述的锂离子电池叠片电芯体，

电解液，浸泡于所述锂离子电池叠片电芯体的各极片、各隔膜中。

第三方面,本发明实施例提供的一种锂离子电池叠片方法，包括，

隔膜采用Z字型叠片将每相邻的两正极片、负极片隔开，当层叠的层数达到预定层数时，以预定层数的叠片体为一叠片单元，热压当前的所述叠片单元，使所述叠片单元内的隔膜表面的胶层在热压作用下所述胶层熔融而与所述胶层表面的极片结合在一起，

继续对从当前的所述叠片单元延伸出的隔膜采用Z字型叠片，将每相邻的两正极片、负极片隔开，当继续层叠的层数达到预定层数时，以所述预定层数的叠片体为一所述叠片单元，热压当前的所述叠片单元，使所述叠片单元内的隔膜表面的胶层在热压作用下所述胶层熔融而与所述胶层表面的极片结合在一起，直到所述叠片单元的个数达到预定数量为止，形成一锂离子电池叠片电芯体。

可选地，所述叠片单元的个数达到预定数量之后，还包括：

将覆盖在最末形成的所述锂离子电池电芯体顶层的隔膜的延伸段环绕所述锂离子电池电芯体的侧面包覆，所述隔膜的最末端包覆在所述锂离子电池电芯体的底层的隔膜的外表面。

由上可见，采用本实施例锂离子电池叠片电芯体，具有以下有益效果：

1、本实施例将锂离子叠片体分成多个叠片单元，每个叠片单元包括2-20左右的极片，形成较薄的叠片单元，对该叠片单元进行热压，减少热压的叠片单元的厚度，有利于避免热压过程中极片移位。

2、呈连续带状的隔膜的胶体与位于胶体表面的各极片结合在一起，能避免叠片体在运转过程中移位而导致极片错位，进而避免由于极片错位导致的电池容量衰减、电池短路等问题。

3、本实施例叠片单元内的隔膜为连续带状，隔膜呈Z字形环绕每片极片的至少一侧以及极片的正反两表面，且与其接触的极片结合在一起，禁止极片相对于隔膜移动，采用该技术方案能有效避免由于极片移位而导致极片边缘的毛刺（如有的话）刺穿隔膜，进而导致电池容量衰减以及电池短路的问题，应用该技术方案有利于提高电池的应用安全性。

4、由于各叠片单元内各层极片与隔膜的胶层结合在一起，且在叠片单元的侧向上，Z字环绕的隔膜表面的胶体也与该胶体表面的极片结合在一起，叠片单元的上下左右均有结合在一起的隔膜包覆，有利于避免在叠片单元运转过程中粉尘进入叠片单元的内部，有利于减少粉尘。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的层叠单元的横截面结构示意图；

图2为两层跌单元的横截面结构示意图。

附图标记：

1：正极片； 2：负极片； 3：隔膜。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：

参见图1、2所示，本实施例提供一种新型的锂离子电池叠片电芯体，其主要由多个叠片单元上下正对层叠形成，每层叠单元的最外层均为隔膜3层。

在进行层叠单元层叠时，将任意相互层叠的叠片单元分别记为第一叠片单元、第二叠片单元，使位于第一叠片单元正对第二叠片单元侧的最外层的极片（极片外还包覆有隔膜3）与其正对的第二叠片单元上的极片（极片外还包覆有隔膜3）的极性相反，即其中一极片为正极片1，另一极片为负极片2。从而使由多个叠片单元层叠组成的锂离子叠片体中，任意相邻的两极片的其中之一为正极片1，另一为负极片2，在任意相邻的两极片之间均间隔有隔膜3。

每叠片单元的结构如下，各叠片单元分别包括复数个极片、一连续的带状的隔膜3。

其中隔膜3的两表面分别涂覆有胶层，该带状隔膜3呈Z字型地间隔在各相邻的极片（各相邻的极片的其中之一为正极片1，另一为负极片2）之间、以及覆盖在本叠片单元最外层的极片的外表面，当叠片的数量达到预定数量（比如但不限于为2-20片）时，将该层叠单元置于热压设备下，采用预定的高温，对该层叠单元进行热压，在高温作用下，隔膜3各处表面的胶层熔融，熔融的胶层与位于该胶层表面的极片连接在一起，在冷却后胶体凝固，各处的隔膜3与位于该隔膜3表面的极片通过胶层结合在一起，由图1可见，叠片单元内，各极片的表面分别与位于该极片表面的隔膜3的胶层结合在一起，各极片的一边缘侧向与Z字绕在该边缘外的隔膜3的胶体结合在一起，从整个叠片单元看，单元体的上下左右均与隔膜3的胶层结合在一起，且隔膜3为一连续的带状结构，隔膜3将该叠片单元结合呈一结构层层固定的整体，有效避免极片移位。

作为本实施例的示意，本实施例的叠片单元可以但不限于采用隔膜3、负极片2、隔膜3、正极片1、隔膜3、负极片2、隔膜3…负极片2、隔膜3收尾这样的顺序依次叠片，叠片单元的最外层为隔膜3。

在各叠片单元中，各负极片2的面积大于各正极片1的面积，各层隔膜的面积大于各负极片2的面积。

另外，在热压过程中，还可以进一步在热压设备上设置气孔，当热压设备压在叠片单元上时，通过气孔抽真空将叠片单元的体内的空气抽出，避免在叠片单元的体内形成气泡而影响叠片单元的平整度，有利于提高叠片平整度。另外，采用该气孔抽真空方案还可以吸附叠片单元的表面粉尘，提高叠片质量。

由上可见，采用本实施例锂离子电池叠片电芯体，具有以下有益效果：

1、本实施例将锂离子叠片体分成多个叠片单元，每个叠片单元包括2-20左右的极片，形成较薄的叠片单元，对该叠片单元进行热压，减少热压的叠片单元的厚度，有利于避免热压过程中极片移位。

2、呈连续带状的隔膜3的胶体与位于胶体表面的各极片结合在一起，能避免叠片体在运转过程中移位而导致极片错位，进而避免由于极片错位导致的电池容量衰减、电池短路等问题。

3、本实施例叠片单元内的隔膜3为连续带状，隔膜3呈Z字形环绕每片极片的至少一侧以及极片的正反两表面，且与其接触的极片结合在一起，禁止极片相对于隔膜3移动，采用该技术方案能有效避免由于极片移位而导致极片边缘的毛刺（如有的话）刺穿隔膜3，进而导致电池容量衰减以及电池短路的问题，应用该技术方案有利于提高电池的应用安全性。

4、由于各叠片单元内各层极片与隔膜3的胶层结合在一起，且在叠片单元的侧向上，Z字环绕的隔膜3表面的胶体也与该胶体表面的极片结合在一起，叠片单元的上下左右均有结合在一起的隔膜3包覆，有利于避免在叠片单元运转过程中粉尘进入叠片单元的内部，有利于减少粉尘。

作为本实施例的示意，在各叠片单元内，该连续的带状隔膜3，在绕至叠片单元的一最外层的极片的外表面（记为第一外表面）后，还顺着隔膜3的长度延伸方向进一步90度弯折以绕到与第一外表面相垂直的层叠体单元的侧面（记为第一侧面），覆盖在该第一侧面外，由图1可见，在该叠片单元的第一侧面上，各极片在第一侧面的边缘全部被隔膜3所包覆，对极片进行侧面的限位避免在该侧向发生移位，有利于提高叠片单元的叠片平整度。在热压时，隔膜3表面的胶层受热熔融而与位于胶层侧的极片以及隔膜3结合在一起，冷却后胶体凝固，形成稳定的结合结构，进一步避免移位，以及由于移位导致的极片边缘毛刺刺穿隔膜3。

作为本实施例的示意，在该连续带状的隔膜3包覆叠片单元的第一侧面后，沿这该隔膜3的延伸方向，进一步90度弯折以绕到与该第一侧面相垂直的层叠体单元的另一外表面（记为第二外表面），然后进一步沿这该隔膜3的延伸方向90度弯折以绕到与第二外表面相垂直的层叠体单元的另一侧面（记为第二侧面，其与第一侧面相正对），隔膜3覆盖在第二侧面外，，覆盖在该侧面上，各极片在第二侧面的边缘全部被隔膜3所包覆，隔膜3对极片的相对的第一侧面、第二侧面分别进行了包覆限位，避免极片发生侧向移位，进一步有利于提高叠片单元的叠片平整度。在热压时，该第二外表面、第二侧面的隔膜3表面的胶层受热熔融而与位于胶层表面的极片以及隔膜3结合在一起，冷却后胶体凝固，形成稳定的结合结构，进一步避免移位，以及由于移位导致的极片边缘毛刺刺穿隔膜3。

利用本实施例的锂离子电池叠片电芯体制成锂离子电池，其制备工艺主要如下：

1、分别制备各叠片单元，按当前的电池容量要求，将预定个数的各叠片单元上下正对层叠，当层叠到预定厚度时，进行包胶，即得到由叠片单元组成的锂离子电池层叠体（亦称电芯）。进一步的包胶工艺可以但不限于参见现有技术。

2、将锂离子电池叠片电芯体封装在铝塑膜壳体内，铝塑膜封装技术可以参见现有技术。

3、向铝塑膜壳体内灌注定量的电解液，电解液浸泡于锂离子电池叠片电芯体的各极片、各隔膜3中，其中注液工艺参见现有技术。

4、进行后续的铝塑膜封装抽真空、化成分容等工艺，制得锂离子电池。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种锂离子电池叠片电芯体，其特征是，包括：

至少两叠片单元，各所述叠片单元相互层叠，在任意相邻的两叠片单元之间的相邻的两极片的其中之一为正极片，另一为负极片，位于所述叠片体两相对最外层的极片均为负极片；

各叠片单元分别包括：复数个极片、一连续的带状的隔膜，所述隔膜的两表面分别覆盖胶层，所述隔膜呈Z字型间隔在各相邻的两极片之间、以及覆盖在所述叠片单元最外层的极片的外表面，各相邻的两所述极片的其中之一为正极片，另一为负极片，所述隔膜表面的所述胶层在热压作用下所述胶层熔融而与所述胶层表面的极片结合在一起。

2.根据权利要求与1所述的锂离子电池叠片电芯体，其特征是，

所述隔膜还自所述叠片单元的至少一最外层的所述极片的外表面，沿所述隔膜的长度延伸方向，所述隔膜90度弯折后进一步覆盖在所述层叠体单元的至少一侧面外，

在所述侧面上，所述隔膜表面的所述胶层在热压作用下所述胶层熔融而与所述胶层表面的极片、以及隔膜的胶层结合在一起。

3.根据权利要求与1所述的锂离子电池叠片电芯体，其特征是，

所述隔膜顺次自所述叠片单元的两最外层的所述极片的外表面，沿所述隔膜的长度延伸方向，所述隔膜90度弯折后覆盖在所述层叠体单元的两所述侧面外，

在两所述侧面上，所述隔膜表面的所述胶层在热压作用下所述胶层熔融而与所述胶层表面的极片、以及隔膜的胶层结合在一起。

4.根据权利要求与1所述的锂离子电池叠片电芯体，其特征是，

各所述各叠片单元分别设置有2-10个所述极片。

5.一种锂离子电池，其特征是，包括，

铝塑膜壳体，

密封在所述铝塑膜壳体内的、权利要求与1至4之任一所述的锂离子电池叠片电芯体，

电解液，浸泡于所述锂离子电池叠片电芯体的各极片、各隔膜中。

6.一种锂离子电池叠片方法，其特征是，包括，

隔膜采用Z字型叠片将每相邻的两正极片、负极片隔开，当层叠的层数达到预定层数时，以预定层数的叠片体为一叠片单元，热压当前的所述叠片单元，使所述叠片单元内的隔膜表面的胶层在热压作用下所述胶层熔融而与所述胶层表面的极片结合在一起，

继续对从当前的所述叠片单元延伸出的隔膜采用Z字型叠片，将每相邻的两正极片、负极片隔开，当继续层叠的层数达到预定层数时，以所述预定层数的叠片体为一所述叠片单元，热压当前的所述叠片单元，使所述叠片单元内的隔膜表面的胶层在热压作用下所述胶层熔融而与所述胶层表面的极片结合在一起，直到所述叠片单元的个数达到预定数量为止，形成一锂离子电池叠片电芯体。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池叠片方法，其特征是，所述叠片单元的个数达到预定数量之后，还包括：

将覆盖在最末形成的所述锂离子电池电芯体顶层的隔膜的延伸段环绕所述锂离子电池电芯体的侧面包覆，所述隔膜的最末端包覆在所述锂离子电池电芯体的底层的隔膜的外表面。

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